JP2014063590A - 駆動装置、発光装置及び投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動装置によって駆動される負荷に流れる電流がすぐに立ち上がるようにする。
【解決手段】駆動装置10が、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路13と、スイッチング電源回路13の出力に接続された発光素子2の電路を開閉するスイッチング素子14と、スイッチング素子14の開閉を交互に行うとともに、スイッチング電源回路13の作動と停止を交互に行うタイミング制御部11と、を備える。タイミング制御部11は、スイッチング素子14を閉じる前に又はスイッチング素子14を閉じる時にスイッチング電源回路13の作動を開始し、スイッチング素子14を開いた時から遅れてスイッチング電源回路13を停止させる。
【選択図】図1
【解決手段】駆動装置10が、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路13と、スイッチング電源回路13の出力に接続された発光素子2の電路を開閉するスイッチング素子14と、スイッチング素子14の開閉を交互に行うとともに、スイッチング電源回路13の作動と停止を交互に行うタイミング制御部11と、を備える。タイミング制御部11は、スイッチング素子14を閉じる前に又はスイッチング素子14を閉じる時にスイッチング電源回路13の作動を開始し、スイッチング素子14を開いた時から遅れてスイッチング電源回路13を停止させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、駆動装置、発光装置及び投影装置に関する。
例えば、下記特許文献1には、半導体発光素子を点滅させる駆動装置が開示されており、この駆動装置には、半導体発光素子に電力を供給する定電流電源としてスイッチング電源回路が用いられている(例えば、特許文献1の図6参照)。このスイッチング電源回路の作動と停止を交互に行うことによって、半導体発光素子を点滅する。
ところで、半導体発光素子を高速に点滅させるためには、半導体発光素子に流す電流変化の応答を速める必要がある。しかし、特許文献1に記載の技術は、電力を効率的に使用して損失を低減させることを目的としているものであり、電流の立上げ特性を向上させる点は考慮されていない。
本発明が解決しようとする課題は、駆動装置によって駆動される負荷に流れる電流の立ち上がり特性を高速化することである。
以上の課題を解決するために、本発明に係る駆動装置は、入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、前記スイッチング電源回路の出力に接続された負荷の電路を開閉するスイッチング素子と、前記スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記スイッチング電源回路の作動と停止を交互に行うタイミング制御部と、を備え、前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じる前に又は前記スイッチング素子を閉じる時に前記スイッチング電源回路の作動を開始し、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させることを特徴とする。
本発明によれば、負荷の電流の立ち上がり特性を改善することができ、負荷を高速で間欠的に駆動することができる。
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付され、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
〔第1の実施の形態〕
図1は発光装置1の回路図である。図2は発光装置1の各部の信号を表したタイミングチャートである。
図1は発光装置1の回路図である。図2は発光装置1の各部の信号を表したタイミングチャートである。
この発光装置1は間欠的に発光するものである。つまり、この発光装置1は点滅装置である。
この発光装置1は発光素子2及び駆動装置10を備える。
発光素子2は発光ダイオード、有機EL素子、半導体レーザーその他の半導体発光素子である。発光素子2の電流が一定であると、発光素子2の駆動電圧(アノードとカソードの間の電圧)が発光素子2の温度に依存し、発光素子2の温度が高くなるにつれて発光素子2の駆動電圧が低くなる。
発光素子2は発光ダイオード、有機EL素子、半導体レーザーその他の半導体発光素子である。発光素子2の電流が一定であると、発光素子2の駆動電圧(アノードとカソードの間の電圧)が発光素子2の温度に依存し、発光素子2の温度が高くなるにつれて発光素子2の駆動電圧が低くなる。
駆動装置10は発光素子2を間欠的に駆動する。つまり、駆動装置10は発光素子2を高速点滅させる。発光素子2の点灯期間では発光素子2の自己発熱によって発光素子2の温度が漸増し、発光素子2の消灯期間では発光素子2の放熱によって発光素子2の温度が漸減する。発光素子2の駆動電圧が発光素子2の温度に依存するため、発光素子2の点灯期間では発光素子2の駆動電圧が時間と共に漸減し、発光素子2の消灯期間では発光素子2の駆動電圧は時間と共に漸増する。
駆動装置10はタイミング制御部11、スイッチング電源回路13及びスイッチング素子14等を有する。
(スイッチング電源回路13及びスイッチング素子14)
スイッチング電源回路13は入力電力を出力電力に変換する。つまり、スイッチング電源回路13は、直流の入力電圧Vin・入力電流Iinを直流の出力電圧Vout・出力電流Ioutに変換するDCDCコンバータである。例えば、スイッチング電源回路13は昇圧型スイッチングレギュレータ、降圧型スイッチングレギュレータ、昇降圧型スイッチングレギュレータ、絶縁型スイッチングレギュレータ、非絶縁型スイッチングレギュレータその他のスイッチングレギュレータである。
スイッチング電源回路13は入力電力を出力電力に変換する。つまり、スイッチング電源回路13は、直流の入力電圧Vin・入力電流Iinを直流の出力電圧Vout・出力電流Ioutに変換するDCDCコンバータである。例えば、スイッチング電源回路13は昇圧型スイッチングレギュレータ、降圧型スイッチングレギュレータ、昇降圧型スイッチングレギュレータ、絶縁型スイッチングレギュレータ、非絶縁型スイッチングレギュレータその他のスイッチングレギュレータである。
スイッチング電源回路13は定電流電源回路である。つまり、スイッチング電源回路13は、出力電圧Voutに関わらず出力電流Ioutを一定に保つように出力電流Ioutを制御する。好ましくは、スイッチング電源回路13は、出力電流Ioutを帰還して、それに基づき出力電流Ioutを一定に維持するように制御する。
スイッチング電源回路13の出力が発光素子2のアノードに接続されている。発光素子2のカソードがスイッチング素子14に接続され、そのスイッチング素子14が後述の抵抗器13cを介してグランドに接続されている。
スイッチング素子14はNチャネル型の電界効果トランジスタであり、スイッチング素子14のドレインが発光素子2のカソードに接続され、スイッチング素子14のソースが抵抗器13cを介してグランドに接続されている。スイッチング素子14は発光素子2の電路を開閉する。つまり、スイッチング素子14がオン状態であれば、発光素子2の電路がスイッチング素子14によって閉じられてその電路が導通状態であり、スイッチング素子14がオフ状態であれば、発光素子2の電路がスイッチング素子14によって開かれてその電路が非導通状態である。
スイッチング電源回路13が降圧型のスイッチングレギュレータである場合、スイッチング電源回路13について説明する。スイッチング電源回路13はスイッチング素子13aを有する。スイッチング電源回路13は、スイッチング素子13aの開閉によって入力電圧Vin・入力電流Iinを出力電圧Vout・出力電流Ioutに変換する。
スイッチング電源回路13は更に定電流制御部13b、抵抗器13c及び平滑回路13dを有し、その平滑回路13dは環流ダイオード(flywheel diode)13e、インダクタ13f及びキャパシタ13gを有する。
スイッチング素子13aはNチャネル型の電界効果トランジスタである。スイッチング素子13aのドレインがスイッチング電源回路13の入力であり、そのドレインが入力電圧Vin・入力電流Iinの電源に接続されている。スイッチング素子13aのソースが環流ダイオード13eのカソードに接続されている。環流ダイオード13eのアノードがグランドに接続されている。
スイッチング素子13aのソース及び環流ダイオード13eのカソードがインダクタ13fの一端に接続されている。インダクタ13fの他端がキャパシタ13gの一方の端子に接続されており、インダクタ13fの他端及びキャパシタ13gの一方の端子がスイッチング電源回路13の出力であり、インダクタ13fの他端及びキャパシタ13gの一方の端子が発光素子2のアノードに接続されている。キャパシタ13gの他方の端子が抵抗器13cを介してグランドに接続されている。また、キャパシタ13gの他方の端子がスイッチング素子14のソースに接続されている。
抵抗器13cは発光素子2の電流及び出力電流Ioutを検出するものである。つまり、発光素子2の電流及び出力電流Ioutが抵抗器13cの電圧に変換され、発光素子2の電流及び出力電流Ioutを表す信号(抵抗器13cの電圧)が定電流制御部13bに入力される。
スイッチング素子13aのゲートが定電流制御部13bに接続されている。定電流制御部13bが信号Cをスイッチング素子13aのゲートに出力することによってスイッチング素子13aがオン・オフされる。スイッチング素子13aがオン状態であると、入力からスイッチング素子13a及びインダクタ13fを経由して出力へ流れる電流によってインダクタ13fにエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子13aがオフ状態であると、インダクタ13fが誘導起電力を発生させて環流ダイオード13eが導通し、グランドから環流ダイオード13e及びインダクタ13fを経由して出力へ流れる電流が発生し、インダクタ13fに蓄えられたエネルギーが放出される。これにより、入力電圧Vin・入力電流Iinが出力電圧Vout・出力電流Ioutに変換される。スイッチング素子13aのオン・オフ切換時におけるキャパシタ13gの充電・放電作用によって、出力電圧Voutの脈動が小さくなって平滑化される。
定電流制御部13bは電流帰還型のPWM(pulse width modulation)コントローラであり、信号CはPWM信号である。つまり、定電流制御部13bは、抵抗器13cによって検出された出力電流Iout(抵抗器13cの電圧)と所定の目標値(以下、定電流目標値という。)と、に基づいてデューティ比を逐次変化させ、そのデューティ比のPWM信号Cを生成して、そのPWM信号Cをスイッチング素子13aのゲートに出力する。これにより、定電流制御部13bは、出力電流Ioutを定電流目標値に近似させて出力電流Ioutを定電流目標値に維持するような定電流制御を行う。
(タイミング制御部11)
タイミング制御部11はスイッチング素子14を開くこととスイッチング素子14を閉じることを交互に行う。つまり、タイミング制御部11は、周期一定のタイミング信号Aを生成し、そのタイミング信号Aをスイッチング素子14のゲートに出力する。スイッチング素子14はタイミング信号Aによって開閉される。タイミング信号Aがハイレベルである場合、スイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じ、タイミング信号Aがローレベルである場合、スイッチング素子14が発光素子2の電路を開く。
タイミング制御部11はスイッチング素子14を開くこととスイッチング素子14を閉じることを交互に行う。つまり、タイミング制御部11は、周期一定のタイミング信号Aを生成し、そのタイミング信号Aをスイッチング素子14のゲートに出力する。スイッチング素子14はタイミング信号Aによって開閉される。タイミング信号Aがハイレベルである場合、スイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じ、タイミング信号Aがローレベルである場合、スイッチング素子14が発光素子2の電路を開く。
例えば、タイミング制御部11がマイコンからなる点滅タイミングコントローラであり、タイミング信号Aは点滅制御信号である。タイミング信号Aのパルス幅(タイミング信号Aがハイレベルである期間)がタイミング制御部11によって制御されることによって、スイッチング素子14のオン−デューティ比が制御される。タイミング信号Aの周期が信号Cの周期よりも長く、信号Cがタイミング信号Aよりも高速で振動する。
また、タイミング制御部11はタイミング信号Bを生成する。具体的には、タイミング信号Aが立ち上がる時に同期して、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げる。タイミング制御部11はタイミング信号Aの立ち下がり時から遅れてタイミング信号Bを立ち下げるので、タイミング信号Bの立ち下がり時はタイミング信号Aの立ち下がり後であってタイミング信号Aの立ち上がり前である。
タイミング制御部11は、タイミング信号Bをスイッチング電源回路13(特に定電流制御部13b)に出力することによってスイッチング電源回路13の作動(enable)と停止(disable)を交互に行う。タイミング信号Bがハイレベルである期間においてスイッチング電源回路13が作動し、タイミング信号Bがローレベルである期間においてスイッチング電源回路13が停止する。そのため、スイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じる時に同期して、定電流制御部13bが信号Cの出力を開始するとともに、スイッチング電源回路13の作動が開始する。また、スイッチング素子14が発光素子2の電路を開く時から遅れて、定電流制御部13bが信号Cの出力を停止するとともに、スイッチング電源回路13が停止する。定電流制御部13bによって信号Cが出力されている期間では、上述のようにスイッチング素子13aが開閉されるので、入力電圧Vin・入力電流Iinが直流の出力電圧Vout・出力電流Ioutに変換される。
本実施形態では、タイミング信号Aが立ち下がってからタイミング信号Bが立ち下がるまでの遅延期間P3(図2参照)が定数である場合について説明する。つまり、遅延期間P3は予めタイミング制御部11にプログラミングされている。遅延期間P3は、スイッチング電源回路13等の回路特性、発光素子2の電圧−温度特性、タイミング信号Aの周期、タイミング信号Aのオン−デューティ比及びキャパシタ13gの自然放電特性等を考慮して実験・設計計算によって求められたものである。
発光素子2の電圧−温度特性が小さい場合は、遅延期間P3の時間が短めに設定され、電圧−温度特性が大きい場合は、遅延期間P3の時間が長めに設定されることになる。
(発光装置1の動作及び各部の電流・電圧)
タイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち上げるのに同期して、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げる。タイミング信号Aの立ち上がりによってスイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じる。タイミング信号Bの立ち上がりによってスイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bが作動して、定電流制御部13bが信号Cをスイッチング素子13aに出力する。信号Cによってスイッチング素子13aが開閉されて、インダクタ13fの電流が上昇する。タイミング信号Aが立ち上がった時から或る期間が経過すると、インダクタ13fの電流はその脈動成分を考慮しないとほぼ一定になる。
タイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち上げるのに同期して、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げる。タイミング信号Aの立ち上がりによってスイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じる。タイミング信号Bの立ち上がりによってスイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bが作動して、定電流制御部13bが信号Cをスイッチング素子13aに出力する。信号Cによってスイッチング素子13aが開閉されて、インダクタ13fの電流が上昇する。タイミング信号Aが立ち上がった時から或る期間が経過すると、インダクタ13fの電流はその脈動成分を考慮しないとほぼ一定になる。
発光素子2が点灯する期間(スイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じた状態である期間)P1では、スイッチング電源回路13の出力電流Ioutが発光素子2に流れ、発光素子2が点灯する。出力電流Ioutはほぼ一定であり、発光素子2の発光強度がほぼ一定となる。タイミング信号Aが立ち上がって出力電流Ioutがすぐに立ち上がって定常状態になるのは、期間P1の前の期間P2においてスイッチング素子14が発光素子2の電路を開いて、発光素子2に流れる電流を遮断するので、スイッチング電源回路13の出力(例えば、キャパシタ13gや配線の寄生キャパシタ等)に電荷が保持されて、前回のP1期間終了直後の出力電圧が保持されていることにより、次のP1期間開始時点で、発光素子2に印加される電圧を高く保持できるためである。
しかし、発光素子2の点灯期間P1では発光素子2が発熱するので、発光素子2の温度が時間と共に上昇し、発光素子2の駆動電圧も時間と共に漸減する。反面、その後の消灯期間P2では、放熱により発光素子2の温度が時間と共に低下するため、発光素子2の駆動電圧も、時間と共に漸増する。よって、P1期間終了時点の駆動電圧より、P2期間修了時点(次のP1期間開始時)で必要な駆動電圧の方が高くなり、前記、P1終了直後に保持された出力電圧では、次のP1開始時点では不足することになってしまうため補充が必要となる。
発光素子2の点灯期間P1の終了時においてタイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち下げて、スイッチング素子14がオフ状態になる。この時、発光素子2の電路がスイッチング素子14によって開かれて、発光素子2の電流がすぐに立ち下がって発光素子2がすぐに消灯する。
。
タイミング信号Aの立ち下がり後、タイミング制御部11がタイミング信号Bをハイレベルに維持して、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bの作動を継続する。そのため、スイッチング電源回路13の出力(例えば、キャパシタ13gや配線の寄生キャパシタ等)に電荷がチャージされて、出力電圧が漸増する。よって、期間P1における発光素子2の駆動電圧の減少分を補うことができる。
タイミング信号Aの立ち下がり後、タイミング制御部11がタイミング信号Bをハイレベルに維持して、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bの作動を継続する。そのため、スイッチング電源回路13の出力(例えば、キャパシタ13gや配線の寄生キャパシタ等)に電荷がチャージされて、出力電圧が漸増する。よって、期間P1における発光素子2の駆動電圧の減少分を補うことができる。
タイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち下げた時から遅延期間P3が経過すると、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げる。タイミング信号Bの立ち下がりによって定電流制御部13bが信号Cの出力を停止し、スイッチング電源回路13が停止する。そのため、出力電圧の漸増が止まる。出力電圧の漸増が止まった時(遅延期間P3の終了時)の出力電圧は、発光素子2の点灯の期間P1中にスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になった時点t1における発光素子2の駆動電圧にほぼ等しい。これは、遅延期間P3が予めスイッチング電源回路13等の回路特性等を考慮しながら実験・設計計算によって求められたためである。よって、出力電圧の漸増が止まった時(遅延期間P3の終了時)の出力電圧を適切なレベルにすることができる。
なお、遅延期間P3を長めに設定して、出力電圧の漸増が止まった時の出力電圧をスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になった時点t1における発光素子2の駆動電圧よりも高くしてもよい。一方、遅延期間P3を短めに設定して、出力電圧の漸増が止まった時の出力電圧をスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になった時点t1における発光素子2の駆動電圧よりも低くしてもよい。
なお、遅延期間P3を長めに設定して、出力電圧の漸増が止まった時の出力電圧をスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になった時点t1における発光素子2の駆動電圧よりも高くしてもよい。一方、遅延期間P3を短めに設定して、出力電圧の漸増が止まった時の出力電圧をスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になった時点t1における発光素子2の駆動電圧よりも低くしてもよい。
タイミング信号Bが立ち下がった時からタイミング信号Aが立ち上がる時までの期間P4では、スイッチング素子14が開いた状態であるため、スイッチング電源回路13の出力の電荷(キャパシタ13gや配線の寄生キャパシタ等に蓄えられる電荷)によって出力電圧が高く保たれている。その期間P4では、発光素子2が消灯しているので、発光素子2の温度が漸減する。
なお、スイッチング素子13a及びスイッチング素子14が開いても、キャパシタ13g等の自然放電によって発光素子2の電圧が期間P4中に僅かに漸減するので、キャパシタ13gの自然放電特性を考慮して遅延期間P3を長めに設定することが好ましい。
なお、スイッチング素子13a及びスイッチング素子14が開いても、キャパシタ13g等の自然放電によって発光素子2の電圧が期間P4中に僅かに漸減するので、キャパシタ13gの自然放電特性を考慮して遅延期間P3を長めに設定することが好ましい。
発光素子2が消灯する期間P2の終了時においてタイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち上げるとともに、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げる。スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bが作動して、スイッチング電源回路13の出力電流Ioutが発光素子2に流れる。発光素子2が消灯する期間P2の初期(遅延期間P3)においてスイッチング電源回路13の出力に電荷がチャージされるうえ、その後の期間P4においてその電荷や出力電圧が保持されるから、スイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定電流目標値にまですぐに立ち上がって定常状態になる。仮にタイミング信号Bの立ち下がりとタイミング信号Aの立ち下がりが同期している場合には、タイミング信号A,Bが立ち上がってからスイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定常状態になるまでの時間が長くなってしまう。
なお、キャパシタ13gの自然放電特性を考慮して遅延期間P3を長めに設定すれば、タイミング信号Aの立ち上がり時からスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になる時点t1までの時間が短くなる。
本実施形態よれば、タイミング信号A,Bの立ち上がり後にスイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定電流目標値にまですぐに立ち上がるので、タイミング信号A,Bの立ち上がり後すぐに発光素子2が目的の強度で発光する。また、タイミング信号Aの立ち下がり時に発光素子2の電流がスイッチング素子14によって止められるから、タイミング信号Aの立ち下がり後すぐに発光素子2の電流が立ち下がって、発光素子2がすぐに消灯する。よって、発光素子2をより高速に点滅させることができる。
〔第2の実施の形態〕
第2の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第2の実施の形態と第1の実施の形態の相違点について説明する。なお、第1の実施の形態と第2の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。
第2の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第2の実施の形態と第1の実施の形態の相違点について説明する。なお、第1の実施の形態と第2の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。
上述の第1の実施の形態では、タイミング信号Aの立ち上り時とタイミング信号Bの立ち上がり時が同期していた(図2参照)。それに対して第2の実施の形態では、タイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち下げた後であってタイミング信号Aを立ち上げる前に、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げる(図3参照)。従って、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bの作動開始時から遅れて、スイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じる。
ここでは、タイミング信号Bが立ち上がってからタイミング信号Aが立ち上がるまでの遅延期間P5(図3参照)が定数であり、その遅延期間P5が予めタイミング制御部11にプログラミングされている。遅延期間P5は、スイッチング電源回路13等の回路特性、発光素子2の電圧−温度特性、タイミング信号Aの周期、タイミング信号Aのオン−デューティ比及びキャパシタ13gの自然放電特性等を考慮して実験・設計計算によって求められたものである。
タイミング信号Bの立ち上がりによってスイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bの作動が開始されると、スイッチング素子13aがオン・オフするので、インダクタ13fの電流が上昇する。インダクタ13fの電流が上昇しても、スイッチング素子14が発光素子2の電路を開いているので、発光素子2の電流及びスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが上昇せず、発光素子2が消灯している。
インダクタ13fの電流が流れることによって、スイッチング電源回路13の出力(例えば、キャパシタ13gや配線の寄生キャパシタ等)に電荷がチャージされて、出力電圧が上昇する。そのため、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bの作動の前にキャパシタ13g等の自然放電が発生しても、その自然放電による出力電圧の低下分を補うことができる。また、タイミング信号Bの立ち上がり前においてスイッチング電源回路13の出力に電荷がチャージされている(遅延期間P3参照)ので、遅延期間P5は短くすることができる。
タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げた時から遅延期間P5が経過すると、タイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち上げる。タイミング信号Aの立ち上がりによってスイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じる。そのため、スイッチング電源回路13の出力電流Ioutが発光素子2に流れて、発光素子2が点灯する。スイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じる前にインダクタ13fの電流が上昇したので、スイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定電流目標値にまですぐに立ち上がって定常状態になる。そのため、タイミング信号Aの立ち上がり後すぐに発光素子2が目的の強度で発光する。よって、発光素子2をより高速に点滅させることができる。
なお、遅延期間P5が定数ではなく変数であってもよい。つまり、遅延期間P5がインダクタ13fの電流に基づいて決定されてもよい。具体的には、インダクタ13fの電流がタイミング制御部11に帰還されて、タイミング信号Bの立ち上がり後にタイミング制御部11がインダクタ13fの電流を監視し、インダクタ13fの電流が所定のレベルに達したらタイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち上げてスイッチング素子14を開く。ここでいう所定のレベルとは、定電流制御部13bによってスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定電流目標値に維持するように制御する際のその定電流目標値に等しい。従って、タイミング信号Bの立ち上がり後にインダクタ13fの電流が定常状態にまで上昇したら、タイミング信号Aの立ち上がりによってスイッチング素子14が発光素子2の電路を閉じ、スイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定電流目標値にまですぐに立ち上がる。
〔第3の実施の形態〕
第3の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第3の実施の形態と第1の実施の形態の相違点について説明する。なお、第3の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。
第3の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第3の実施の形態と第1の実施の形態の相違点について説明する。なお、第3の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。
上述の第1の実施の形態では、遅延期間P3(図2参照)が定数であり、その遅延期間P3がタイミング制御部11に予めプログラミングされていた。それに対して、第3の実施の形態では、遅延期間P3が変数であり、その遅延期間P3がスイッチング電源回路13の出力電圧Voutに基づいて決定される。具体的には、スイッチング電源回路13の出力電圧Voutがタイミング制御部11に帰還されて、タイミング信号Aの立ち下がり後にタイミング制御部11がスイッチング電源回路13の出力電圧Voutを監視してその出力電圧Voutを比較値と比較する。この際にスイッチング素子14がオフ状態であるからスイッチング電源回路13の出力電圧Voutが漸増する。そして、スイッチング電源回路13の出力電圧Voutが比較値を超えたことをタイミング制御部11が検出したら、その時にタイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げる。
スイッチング電源回路13の出力電圧Voutと比較される比較値は定数又は変数である。比較値が定数である場合、その比較値がタイミング制御部11に予めプログラミングされている。この場合、比較値は、スイッチング電源回路13等の回路特性、発光素子2の電圧−温度特性、タイミング信号Aの周期、タイミング信号Aのオン−デューティ比及びキャパシタ13gの自然放電特性等を考慮して実験・設計計算によって求められたものである。
一方、比較値が変数である場合、その比較値はスイッチング電源回路13の出力電圧Vout及び出力電流Ioutに基づいて決定される。具体的には、スイッチング電源回路13の出力電圧Vout及び出力電流Ioutがタイミング制御部11に帰還されて、タイミング信号Aの立ち上がり後にタイミング制御部11がスイッチング電源回路13の出力電圧Vout及び出力電流Ioutを監視する。そして、タイミング制御部11は、その出力電流Ioutが所定のレベルに達した時の出力電圧Voutの値(又はその値を高く若しくは低く補正した補正値)に比較値を決定する。ここでいう所定のレベルとは、定電流制御部13bによってスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定電流目標値に維持するように制御する際のその定電流目標値に等しい。
比較値が決定されたら、上述のようにタイミング信号Aの立ち下がり後にスイッチング電源回路13の出力電圧Voutがその比較値を超えたら、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げるとともに、その比較値をリセットする。なお、比較値の決定及びリセットはタイミング信号Aの1周期毎に行われ、スイッチング電源回路13の出力電圧Voutと比較値の比較もタイミング信号Aの1周期毎に行われる。
比較値が決定されたら、上述のようにタイミング信号Aの立ち下がり後にスイッチング電源回路13の出力電圧Voutがその比較値を超えたら、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げるとともに、その比較値をリセットする。なお、比較値の決定及びリセットはタイミング信号Aの1周期毎に行われ、スイッチング電源回路13の出力電圧Voutと比較値の比較もタイミング信号Aの1周期毎に行われる。
本実施形態によれば、遅延期間P3が変数であり、遅延期間P3の終了時におけるスイッチング電源回路13の出力電圧Voutは、発光素子2の点灯の期間P1中にスイッチング電源回路13の出力電流Ioutが定常状態になった時点t1における発光素子2の電圧に等しい。そのため、遅延期間P3の終了時におけるスイッチング電源回路13の出力電圧Voutを適切なレベルにすることができる。よって、その後にタイミング信号A,Bが立ち上がると、スイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定電流目標値にまですぐに立ち上がる。
比較値が変数である場合、図4に示すようにタイミング制御部11が電流監視部11a、電圧監視部11b、比較値記憶部11c、比較部11d及び信号生成部11eの機能を内蔵する。電流監視部11a、電圧監視部11b、比較値記憶部11c、比較部11d及び信号生成部11eの機能は、マイコンであるタイミング制御部11がプログラムを実行することによって実現される。
信号生成部11eはタイミング信号Aを生成して、そのタイミング信号Aをスイッチング素子14のゲートに出力する。
電流監視部11aは、タイミング信号Aの立ち上がり後にスイッチング電源回路13の出力電流Ioutを監視する。電圧監視部11bは、タイミング信号Aの立ち上がり後にスイッチング電源回路13の出力電圧Voutを監視する。そして、スイッチング電源回路13の出力電流Ioutが所定のレベル(定電流目標値)になった時に電流監視部11aが電圧監視部11bに指令を出し、その指令を受けた電圧監視部11bがその時の出力電圧Voutの値を比較値として比較値記憶部11cに記録する。そして、信号生成部11eが次にタイミング信号Aを立ち上げるまで、電流監視部11a及び電圧監視部11bが監視を中断する。
電流監視部11aは、タイミング信号Aの立ち上がり後にスイッチング電源回路13の出力電流Ioutを監視する。電圧監視部11bは、タイミング信号Aの立ち上がり後にスイッチング電源回路13の出力電圧Voutを監視する。そして、スイッチング電源回路13の出力電流Ioutが所定のレベル(定電流目標値)になった時に電流監視部11aが電圧監視部11bに指令を出し、その指令を受けた電圧監視部11bがその時の出力電圧Voutの値を比較値として比較値記憶部11cに記録する。そして、信号生成部11eが次にタイミング信号Aを立ち上げるまで、電流監視部11a及び電圧監視部11bが監視を中断する。
比較部11dは、タイミング信号Aの立ち下がり後にスイッチング電源回路13の出力電圧Voutを監視するとともに、比較値記憶部11cに記憶された比較値と出力電圧Voutを比較する。スイッチング電源回路13の出力電圧Voutが比較値を超えた時に比較部11dが信号生成部11eに指令を出力する。そして、信号生成部11eが次にタイミング信号Aを立ち下げるまで、比較部11dが比較を中断する。
信号生成部11eはタイミング信号Bを生成して、そのタイミング信号Bをスイッチング電源回路13の定電流制御部13bに出力する。具体的には、信号生成部11eは、タイミング信号Aの立ち上げに同期してタイミング信号Bを立ち上げ、比較部11dから指令を受けたらタイミング信号Bを立ち下げる。
比較値が定数である場合、電流監視部11a及び電圧監視部11bが省略され、比較値記憶部11cには一定の比較値が格納されている。
なお、第2の実施の形態のようにタイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち下げた後であってタイミング信号Aを立ち上げる前にタイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げることをこの第3の実施の形態に適用してもよい。
〔第4の実施の形態〕
第4の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第4の実施の形態と第1の実施の形態の相違点について説明する。なお、第4の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。
第4の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分は以下の説明を除いて同一であり、以下では第4の実施の形態と第1の実施の形態の相違点について説明する。なお、第4の実施の形態と第1の実施の形態との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。
上述の第1の実施の形態では、遅延期間P3(図2参照)が定数であり、その遅延期間P3がタイミング制御部11に予めプログラミングされていた。それに対して、第3の実施の形態では、遅延期間P3が変数であり、その遅延期間P3が温度センサ15の検出温度に基づいて決定される。
図5に示すように、駆動装置10が温度センサ15を有し、その温度センサ15が発光素子2(或いはその近傍)に設けられている。温度センサ15が発光素子2の温度を電気信号に変換し、その電気信号がタイミング制御部11に入力される。そして、タイミング制御部11が期間P1の終了時にタイミング信号Aを立ち下げると(図2参照)、次の(A)又は(B)のようにタイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げる。
(A) タイミング制御部11は、タイミング信号Aの立ち下がり時における温度センサ15の検出温度から遅延期間P3を決定する。例えば、タイミング制御部11が、温度と遅延期間P3との関係を表したテーブル又は関係式を記憶しており、そのテーブル又は関係式を参照してタイミング信号Aの立ち下がり時の検出温度から遅延期間P3を決定する。そして、タイミング信号Aの立ち下がり時からその遅延期間P3が経過したら、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げる(図2に図示の遅延期間P3の終了時参照)。そのため、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bが停止する。
(B) タイミング制御部11がタイミング信号Aの立ち下がり時と、立ち上がり時において温度センサ15の検出温度の監視を行ない、その温度差に基づいて、遅延期間P3を決定する。例えば、タイミング制御部11が、温度差と遅延期間P3との関係を表したテーブル又は、関係式を記憶しており、上記観測された温度差から、そのテーブル又は関係式を参照してタイミング信号Aの立ち下がり時の遅延期間P3を決定する。
上記P3の適用は、P1期間における温度差を基にする場合は、そのP1期間の修了後のP3期間に、P2期間における温度差を基にする場合は、その次のP1期間の修了後のP3期間に適用される。そして、タイミング信号Aの立ち下がり時からその遅延期間P3が経過したら、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げる(図2に図示の遅延期間P3の終了時参照)。そのため、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bが停止する。
上記P3の適用は、P1期間における温度差を基にする場合は、そのP1期間の修了後のP3期間に、P2期間における温度差を基にする場合は、その次のP1期間の修了後のP3期間に適用される。そして、タイミング信号Aの立ち下がり時からその遅延期間P3が経過したら、タイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち下げる(図2に図示の遅延期間P3の終了時参照)。そのため、スイッチング電源回路13及びその定電流制御部13bが停止する。
この場合も、発光素子2の電圧−温度特性が小さい場合は、遅延期間P3の時間が短めになり、電圧−温度特性が大きい場合は、遅延期間P3の時間が長めになることになる。
なお、第2の実施の形態のようにタイミング制御部11がタイミング信号Aを立ち下げた後であってタイミング信号Aを立ち上げる前にタイミング制御部11がタイミング信号Bを立ち上げることをこの第4の実施の形態に適用してもよい。
本実施形態よれば、タイミング信号Bの立ち下がりによってスイッチング素子14がオフ状態となって、キャパシタ13g等が継続して充電されるから、タイミング信号A,Bの立ち上がり後にスイッチング電源回路13の出力電流Iout及び発光素子2の電流が定電流目標値にまですぐに立ち上がる。そのため、タイミング信号A,Bの立ち上がり後すぐに発光素子2が目的の強度で発光する。よって、発光素子2をより高速に点滅させることができる。
〔第1、第2、第3及び第4の実施の形態の変形例〕
本発明を適用可能な実施形態は上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。以下に説明する変形例は、変更個所を除いて上述した実施形態と同様である。また、以下に説明する各変形例を可能な限り組み合わせてもよい。
本発明を適用可能な実施形態は上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。以下に説明する変形例は、変更個所を除いて上述した実施形態と同様である。また、以下に説明する各変形例を可能な限り組み合わせてもよい。
(1) タイミング制御部11が論理回路であってもよい。
(2) 駆動装置10によって駆動される負荷の一例として発光素子2を例に挙げたが、発光素子2以外の負荷をオン・オフするために駆動装置10を用いてもよい。負荷は半導体素子であることが好ましい。半導体素子の電流が一定であると、半導体素子の電圧が半導体素子の温度に依存し、半導体素子の温度が高くなるにつれて半導体素子の電圧が低くなるためである。
(3) スイッチング素子14がPチャネル型の電界効果トランジスタでもよい。その場合に、タイミング信号Aが反転されてスイッチング素子14のゲートに入力される。
(4) スイッチング素子13aがPチャネル型の電界効果トランジスタでもよい。その場合に、信号Cが反転されてスイッチング素子13aのゲートに入力される。
(5) タイミング制御部11がマイコンである場合、タイミング制御部11がプログラムによって定電流制御部13bと同等の機能を実現してもよい。その場合、定電流制御部13bを省略することができ、タイミング制御部11の定電流制御部13bと同等に機能する部分がスイッチング電源回路13の一部となる。
〔第5の実施の形態〕
図6を参照して、第1〜第4の何れかの実施形態の発光装置1を備える投影装置について説明する。図6は、投影装置の光学ユニットを示した平面図である。
図6を参照して、第1〜第4の何れかの実施形態の発光装置1を備える投影装置について説明する。図6は、投影装置の光学ユニットを示した平面図である。
図6に示すように、投影装置は、表示素子30、時分割光発生装置40、光源側光学系50及び投影光学系60等を備える。
時分割光発生装置40は、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で出射するものである。時分割光発生装置40は、第一光源41、光源装置42、第二光源43及び光学系44を有する。
光源装置42は、緑色光を発生させるものである。具体的には、光源装置42は、励起光を発して、その励起光を緑色光に変換するものである。光源装置42は、複数の励起光光源42a、複数のコリメートレンズ42b、レンズ群42c、レンズ群42d、蛍光体ホイール42e及びスピンドルモーター42fを有する。
複数の励起光光源42aは、二次元アレイ状に配列されている。これら励起光光源42aは、レーザー励起光を発するレーザーダイオードである。励起光光源42aから発するレーザー励起光の波長帯域は、青色帯域又は紫外線帯域であるが、特に限定するものではない。ここで、時分割光発生装置40は、励起光光源42a用の駆動装置10を有する。つまり、発光素子2が励起光光源42aに相当し、駆動装置10によって励起光光源42aが点滅する。
コリメートレンズ42bが励起光光源42aにそれぞれ対向配置され、各励起光光源42aから発したレーザー励起光がコリメートレンズ42bによってコリメートされる。レンズ群42c及びレンズ群42dは、同一光軸上に配置されている。レンズ群42c及びレンズ群42dは、コリメートレンズ42bによってコリメートされたレーザー励起光の光束群を一つに纏めて、集光させる。
蛍光体ホイール42eは、複数の励起光光源42aが二次元アレイ状に配列された面に対向配置されている。レンズ群42c及びレンズ群42dが蛍光体ホイール42eと励起光光源42aとの間に配置されており、レンズ群42c及びレンズ群42dの光軸が蛍光体ホイール42eに直交する。レンズ群42c及びレンズ群42dによって集光されたレーザー励起光は蛍光体ホイール42eに照射される。蛍光体ホイール42eは、レーザー励起光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体等からなり、レーザー励起光を緑色光に変換するものである。蛍光体ホイール42eがスピンドルモーター42fに連結され、蛍光体ホイール42eがスピンドルモーター42fによって回転される。
第一光源41は、赤色光を発生させる赤色発光ダイオードである。第二光源43は、青色光を発生させる青色発光ダイオードである。ここで、時分割光発生装置40は、第一光源41用の駆動装置10と、第二光源43用の駆動装置10とを更に有する。第一光源41用の駆動装置10における期間P1と、励起光光源42a用の駆動装置10における期間P1と、第二光源43用の駆動装置10における期間P1とが互いにずれている。従って、赤色光、緑色光(緑色光は励起光により発生する。)及び青色光が時分割で発生する。例えば、第一光源41用の駆動装置10における期間P1、励起光光源42a用の駆動装置10における期間P1と、第二光源43用の駆動装置10における期間P1とが1フレーム期間内に順次1回ずつ訪れると、1フレーム期間内に赤色光、緑色光及び青色光が順次1回ずつ発する。赤色光、緑色光及び青色光のうち少なくとも一色以上の光が1フレーム期間内に複数回発するものとしてもよい。
第一光源41は、第一光源41の光軸がレンズ群42c,42dの光軸と平行となるように配置されている。第二光源43は、第二光源43の光軸がレンズ群42c,42dの光軸及び第一光源41の光軸に直交するように配置されている。
光学系44は、第一光源41から発した赤色光の光軸、光源装置42から発した緑色光の光軸及び第二光源43から発した青色光の光軸を一つに重ねて、これらの赤色光、緑色光及び青色光を出射する。光学系44は、レンズ群44a、レンズ44b、レンズ群44c、第一ダイクロイックミラー44d及び第二ダイクロイックミラー44eを有する。
レンズ群44aは、第二光源43に対向する。レンズ群44a及びレンズ44bは、これらの光軸が一直線状になるように配列されている。レンズ群44a及びレンズ44bは、それらの光軸がレンズ群42cとレンズ群42dの間でレンズ群42c及びレンズ群42dの光軸に対して直交するように配置されている。
第一ダイクロイックミラー44dは、レンズ群44aとレンズ44bとの間に配置されているとともに、レンズ群42cとレンズ群42dとの間に配置されている。第一ダイクロイックミラー44dは、レンズ群42c,42dの光軸に対して45°で斜交するとともに、レンズ群44a及びレンズ44bの光軸に対して45°で斜交する。第一ダイクロイックミラー44dは、励起光光源42aから発する波長帯域の励起光(例えば、青色の励起光)を蛍光体ホイール42eに向けて透過させるととともに、第二光源43から発する青色波長帯域の光を第二ダイクロイックミラー44eに向けて透過させる。また、第一ダイクロイックミラー44dは、蛍光体ホイール42eから発する緑色波長帯域の光を第二ダイクロイックミラー44eに向けて反射させる。
レンズ群44cは、第一光源41に対向する。レンズ群44cは、その光軸がレンズ44bに関して第二光源43及び第一ダイクロイックミラー44dの反対側でレンズ群44a及びレンズ44bの光軸に対して直交するように配置されている。
第二ダイクロイックミラー44eは、レンズ群44cに関して第一光源41の反対側に配置されているとともに、レンズ44bに関して第一ダイクロイックミラー44dの反対側に配置されている。第二ダイクロイックミラー44eは、レンズ群44cの光軸に対して45°で斜交するとともに、レンズ群44a及びレンズ44bの光軸に対して45°で斜交する。第二ダイクロイックミラー44eは、第一ダイクロイックミラー44dからの青色及び緑色の波長帯域の光を光源側光学系50に向けて透過させるとともに、第一光源41から発する赤色の波長帯域の光を光源側光学系50に向けて反射させる。
時分割光発生装置40は、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で発するものであれば、以上に説明した構成以外の構成のものでもよい。
例えば、蛍光体ホイール42eと、レンズ群42dの光軸が交差する個所に緑色発光ダイオードを配置し、その緑色発光ダイオードを図1に示す駆動装置10によって点滅させてもよい。その場合、励起光光源42a、レンズ群42c、蛍光体ホイール42e及びスピンドルモーター42fを省略する。
また、蛍光体ホイール42eが緑色蛍光体と光拡散透過部を有し、蛍光体ホイール42eが回転することによって緑色蛍光体と光拡散透過部が交互にレンズ群42dの光軸を通過してもよい。この場合、励起光光源42aが青色レーザーダイオードであり、第二光源43を省略し、蛍光体ホイール42eの光拡散透過部を透過した青色光が図示しない反射光学系によって第二光源43の光学系と同様の方向からレンズ群44aに導かれるようにし、励起光光源42aと第一光源41が交互に発光する。
例えば、蛍光体ホイール42eと、レンズ群42dの光軸が交差する個所に緑色発光ダイオードを配置し、その緑色発光ダイオードを図1に示す駆動装置10によって点滅させてもよい。その場合、励起光光源42a、レンズ群42c、蛍光体ホイール42e及びスピンドルモーター42fを省略する。
また、蛍光体ホイール42eが緑色蛍光体と光拡散透過部を有し、蛍光体ホイール42eが回転することによって緑色蛍光体と光拡散透過部が交互にレンズ群42dの光軸を通過してもよい。この場合、励起光光源42aが青色レーザーダイオードであり、第二光源43を省略し、蛍光体ホイール42eの光拡散透過部を透過した青色光が図示しない反射光学系によって第二光源43の光学系と同様の方向からレンズ群44aに導かれるようにし、励起光光源42aと第一光源41が交互に発光する。
光源側光学系50は、時分割光発生装置40から出射された赤色光、緑色光及び青色光を表示素子30に投射する。光源側光学系50は、レンズ51、反射ミラー52、レンズ53、導光装置54、レンズ55、光軸変換ミラー56、集光レンズ群57、照射ミラー58及び照射レンズ59を有する。
レンズ51は、第二ダイクロイックミラー44eに関してレンズ44bの反対側に配置されている。レンズ51は、その光軸がレンズ44b及びレンズ群44aの光軸と重なるように配置されている。
レンズ53、導光装置54及びレンズ55は、これらの光軸が一直線状になるように配置されている。レンズ53、導光装置54及びレンズ55の光軸はレンズ51、レンズ44b及びレンズ群44aの光軸に直交する。
反射ミラー52は、レンズ53の光軸とレンズ51の光軸が交差する個所に配置されている。反射ミラー52は、レンズ51,44b及びレンズ群44aの光軸に対して45°で斜交するとともに、レンズ53、導光装置54及びレンズ55の光軸に対して45°で斜交する。時分割光発生装置40によって発生された赤色光、緑色光及び青色光はレンズ51及びレンズ53によって集光されつつ、反射ミラー52によって導光装置54に向けて反射される。
導光装置54は、ライトトンネル又はライトロッドである。導光装置54は、時分割光発生装置40から出射された赤色光、緑色光及び青色光を側面で複数回反射又は全反射させることで、赤色光、緑色光及び青色光を均一な強度分布の光束にする。レンズ55は、導光装置54によって導光された赤色光、緑色光及び青色光を光軸変換ミラー56に向けて投射するとともに、集光する。光軸変換ミラー56は、レンズ55によって投射された赤色光、緑色光及び青色光を集光レンズ群57に向けて反射させる。集光レンズ群57は、光軸変換ミラー56によって反射された赤色光、緑色光及び青色光を照射ミラー58に向けて投射するとともに、集光する。照射ミラー58は、集光レンズ群57によって投射された光を表示素子30に向けて反射させる。照射レンズ59は、照射ミラー58によって反射された光を表示素子30へ投射する。
表示素子30は、空間光変調器であり、光源側光学系50によって照射された赤色光、緑色光及び青色光を各画素毎(各空間光変調素子毎)で変調することによって画像を形成する。具体的には、表示素子30は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)であり、可動マイクロミラーが画素としての空間光変調素子に相当する。表示素子30はドライバによって駆動される。つまり、赤色光が表示素子30に照射されている時に、表示素子30の各可動マイクロミラーが制御(例えば、PWM制御)されることで、赤色光が後述の投影光学系60に向けて反射される時間比(デューティー比)が可動マイクロミラー毎に制御される。これにより、表示素子30によって赤色の画像が形成される。緑色光や青色光が表示素子30に照射されている際も、同様である。
なお、表示素子30が反射型の空間光変調器ではなく、透過型の空間光変調器(例えば、液晶シャッターアレイパネル:いわゆる液晶表示器)であってもよい。表示素子30が透過型の空間光変調器である場合、光源側光学系50の光学設計を変更し、光源側光学系50によって照射される赤色光、緑色光及び青色光の光軸が後述の投影光学系60の光軸に重なるようにして、投影光学系60と光源側光学系50との間に表示素子30を配置する。
投影光学系60は表示素子30に正対するように設けられ、投影光学系60の光軸が前後に延びて表示素子30に交差(具体的には、直交)する。投影光学系60は、表示素子30によって反射された光を前方に投射することによって、表示素子30によって形成された画像をスクリーンに投影する。この投影光学系60は、可動レンズ群61及び固定レンズ群62等を備える。投影光学系60は、可動レンズ群61の移動によって、焦点距離が変更可能であるとともに、フォーカシングが可能である。
なお、図6に示す投影装置の光学系をリアプロジェクション表示装置に適用してもよい。
本発明は上記実施形態及び変形例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の要部を変更しない範囲で適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。また、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力に接続された負荷の電路を開閉するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記スイッチング電源回路の作動と停止を交互に行うタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じる前に又は前記スイッチング素子を閉じる時に前記スイッチング電源回路の作動を開始し、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする駆動装置。
<請求項2>
前記スイッチング電源回路の出力電圧が前記タイミング制御部に帰還され、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた後に前記スイッチング電源回路の出力電圧を監視して、前記スイッチング電源回路の出力電圧が比較値を超えた時に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項3>
前記スイッチング電源回路がその出力電流を所定の目標値に維持するように定電流制御し、
前記スイッチング電源回路の出力電流が前記タイミング制御部に帰還され、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じた後に前記スイッチング電源回路の出力電圧及び出力電流を監視して、前記スイッチング電源回路の出力電流が前記所定の目標値に達した時における前記スイッチング電源回路の出力電圧を前記比較値とする、
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
<請求項4>
前記負荷の温度を検出する温度センサを更に有し、
前記タイミング制御部は、前記温度センサの検出温度に基づいて、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項5>
前記タイミング制御部が温度と期間との関係を表したテーブル又は関係式を記憶し、
前記タイミング制御部は、前記テーブル又は前記関係式を参照して、前記スイッチング素子を開いた時における前記温度センサの検出温度から遅延期間を求め、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
<請求項6>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子の開閉時の温度差と期間との関係を表したテーブル又は関係式を記憶し、
前記タイミング制御部は、前記テーブル又は前記関係式を参照して、前記スイッチング素子を閉じた時から次に開く時までに変化する温度差、または、開いた時から次に閉じる時までに変化する温度差を、前記温度センサの検出温度から算出し、それを基に遅延期間を求め、次に続く期間における前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
<請求項7>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路を停止させる時までの遅延期間が前記スイッチング電源回路の出力に設けられたキャパシタの自然放電特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項8>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路の停止を開始させる時までの遅延期間が前記スイッチング電源回路の回路特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子が開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項9>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路の停止を開始させる時までの遅延期間が前記負荷の電圧−温度特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項10>
請求項1から9の何れか一項に記載の駆動装置と、
前記負荷としての発光素子と、を備える、
ことを特徴とする発光装置。
<請求項11>
請求項10に記載の発光装置を備える、
ことを特徴とする投影装置。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力に接続された負荷の電路を開閉するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記スイッチング電源回路の作動と停止を交互に行うタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じる前に又は前記スイッチング素子を閉じる時に前記スイッチング電源回路の作動を開始し、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする駆動装置。
<請求項2>
前記スイッチング電源回路の出力電圧が前記タイミング制御部に帰還され、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた後に前記スイッチング電源回路の出力電圧を監視して、前記スイッチング電源回路の出力電圧が比較値を超えた時に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項3>
前記スイッチング電源回路がその出力電流を所定の目標値に維持するように定電流制御し、
前記スイッチング電源回路の出力電流が前記タイミング制御部に帰還され、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じた後に前記スイッチング電源回路の出力電圧及び出力電流を監視して、前記スイッチング電源回路の出力電流が前記所定の目標値に達した時における前記スイッチング電源回路の出力電圧を前記比較値とする、
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
<請求項4>
前記負荷の温度を検出する温度センサを更に有し、
前記タイミング制御部は、前記温度センサの検出温度に基づいて、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項5>
前記タイミング制御部が温度と期間との関係を表したテーブル又は関係式を記憶し、
前記タイミング制御部は、前記テーブル又は前記関係式を参照して、前記スイッチング素子を開いた時における前記温度センサの検出温度から遅延期間を求め、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
<請求項6>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子の開閉時の温度差と期間との関係を表したテーブル又は関係式を記憶し、
前記タイミング制御部は、前記テーブル又は前記関係式を参照して、前記スイッチング素子を閉じた時から次に開く時までに変化する温度差、または、開いた時から次に閉じる時までに変化する温度差を、前記温度センサの検出温度から算出し、それを基に遅延期間を求め、次に続く期間における前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
<請求項7>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路を停止させる時までの遅延期間が前記スイッチング電源回路の出力に設けられたキャパシタの自然放電特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項8>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路の停止を開始させる時までの遅延期間が前記スイッチング電源回路の回路特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子が開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項9>
前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路の停止を開始させる時までの遅延期間が前記負荷の電圧−温度特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
<請求項10>
請求項1から9の何れか一項に記載の駆動装置と、
前記負荷としての発光素子と、を備える、
ことを特徴とする発光装置。
<請求項11>
請求項10に記載の発光装置を備える、
ことを特徴とする投影装置。
1 発光装置
2 発光素子(負荷)
10 駆動装置
11 タイミング制御部
13 スイッチング電源回路
13g キャパシタ
14 スイッチング素子
15 温度センサ
2 発光素子(負荷)
10 駆動装置
11 タイミング制御部
13 スイッチング電源回路
13g キャパシタ
14 スイッチング素子
15 温度センサ
Claims (11)
- 入力電力を出力電力に変換するスイッチング電源回路と、
前記スイッチング電源回路の出力に接続された負荷の電路を開閉するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の開閉を交互に行うとともに、前記スイッチング電源回路の作動と停止を交互に行うタイミング制御部と、
を備え、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じる前に又は前記スイッチング素子を閉じる時に前記スイッチング電源回路の作動を開始し、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする駆動装置。 - 前記スイッチング電源回路の出力電圧が前記タイミング制御部に帰還され、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた後に前記スイッチング電源回路の出力電圧を監視して、前記スイッチング電源回路の出力電圧が比較値を超えた時に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記スイッチング電源回路がその出力電流を所定の目標値に維持するように定電流制御し、
前記スイッチング電源回路の出力電流が前記タイミング制御部に帰還され、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を閉じた後に前記スイッチング電源回路の出力電圧及び出力電流を監視して、前記スイッチング電源回路の出力電流が前記所定の目標値に達した時における前記スイッチング電源回路の出力電圧を前記比較値とする、
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。 - 前記負荷の温度を検出する温度センサを更に有し、
前記タイミング制御部は、前記温度センサの検出温度に基づいて、前記スイッチング素子を開いた時から遅れて前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記タイミング制御部が温度と期間との関係を表したテーブル又は関係式を記憶し、
前記タイミング制御部は、前記テーブル又は前記関係式を参照して、前記スイッチング素子を開いた時における前記温度センサの検出温度から遅延期間を求め、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。 - 前記タイミング制御部が前記スイッチング素子の開閉時の温度差と期間との関係を表したテーブル又は関係式を記憶し、
前記タイミング制御部は、前記テーブル又は前記関係式を参照して、前記スイッチング素子を閉じた時から次に開く時までに変化する温度差、または、開いた時から次に閉じる時までに変化する温度差を、前記温度センサの検出温度から算出し、それを基に遅延期間を求め、次に続く期間における前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。 - 前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路を停止させる時までの遅延期間が前記スイッチング電源回路の出力に設けられたキャパシタの自然放電特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路の停止を開始させる時までの遅延期間が前記スイッチング電源回路の回路特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子が開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 前記タイミング制御部が前記スイッチング素子を開いた時から前記スイッチング電源回路の停止を開始させる時までの遅延期間が前記負荷の電圧−温度特性に基づいて定められており、
前記タイミング制御部は、前記スイッチング素子を開いた時から前記遅延期間経過後に前記スイッチング電源回路を停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 - 請求項1から9の何れか一項に記載の駆動装置と、
前記負荷としての発光素子と、を備える、
ことを特徴とする発光装置。 - 請求項10に記載の発光装置を備える、
ことを特徴とする投影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012206832A JP2014063590A (ja) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 駆動装置、発光装置及び投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012206832A JP2014063590A (ja) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 駆動装置、発光装置及び投影装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014063590A true JP2014063590A (ja) | 2014-04-10 |
Family
ID=50618664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012206832A Pending JP2014063590A (ja) | 2012-09-20 | 2012-09-20 | 駆動装置、発光装置及び投影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014063590A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9814115B2 (en) | 2015-12-25 | 2017-11-07 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Illumination light communication apparatus and communication module |
CN109548228A (zh) * | 2017-09-22 | 2019-03-29 | 凌力尔特科技控股有限责任公司 | Led调光 |
JPWO2021144962A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 |
-
2012
- 2012-09-20 JP JP2012206832A patent/JP2014063590A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9814115B2 (en) | 2015-12-25 | 2017-11-07 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Illumination light communication apparatus and communication module |
CN109548228A (zh) * | 2017-09-22 | 2019-03-29 | 凌力尔特科技控股有限责任公司 | Led调光 |
CN109548228B (zh) * | 2017-09-22 | 2020-10-27 | 凌力尔特科技控股有限责任公司 | 调光的方法和低调光电路 |
JPWO2021144962A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | ||
JP7343618B2 (ja) | 2020-01-17 | 2023-09-12 | オリンパス株式会社 | 発光装置、および駆動装置 |
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